中级职称论文—运动控制

1、运动控制系统在工厂自动化中的应用摘要：随着科技水平的不断提高和经济的飞速发展，在工厂自动化领域越来越看重 设备运行的稳定性、可靠性和实用性。为了达到这些目标，科研工作者不断的致力于工 业产品的研究和开发，本文将对一种类型的运动控制系统做一论述，阐明怎样搭建一套 高效稳定的运动控制系统。关键词：运动控制器，变频器，总线序言：运动控制系统通常都由控制器，驱动器，变频电机三部分组成，这里我们介 绍一种由atv71型变频器做驱动环节的运动控制系统，阐述一下选择simotion运动控制 器和atv71型变频器的优势，以及如何搭建这套运动控制系统。1选取灵活并見响应速度快的simotion运动控制器1.1

2、 simotion是一个全新的西门子运动控制系统，它是世界上第一款针对生产 机械而设计的控制系统，将运动控制，逻辑控制及工艺控制功能集成于一身，为生 产机械提供了完整的解决方案。1.2 simotion运动控制系统是由一个系统來完成所有的运动控制任务，适用于 具有许多运动部件的机器。1.3 simotion系统的组成部分：工程开发系统工程开发系统可以实现由一个系统解决所有运动控制、逻辑及工艺控制的问题，并 且它还能够提供所有必要的工具，从编程到参数设定，从测试调试到故障诊断。实时软件模块这些模块提供了众多的运动控制及工艺控制功能。可以针对某一特定的机器所需的 功能，灵活地选择相关的模块。1.

3、4灵活性高模块化的设计使得c230-2具有极高的灵活性，可以满足许多应用领域的要求, 而且对驱动器的选择具有最高的灵活性和极宽的过程信号范围，这也给驱动器的选 型带来了方便。2 atv71型变频器应用于运动控制系统2. 1 atv71它主要面向以下行业应用：起重，提升，物料输送，包装行业，过程控制设备，人造板及木工机械，高惯量的负 载。2. 2电机控制方式带传感器的矢量控制方式（电流矢量型），无传感常矢量控制方式（电压矢量或电流 矢量型），压/频比方式（可设置2或5个拐点），转矩控制方式，开环同步电机，ena系 统（对于负载不平衡时的能量返回系统）等。2. 3变频器保护：直接过热保护（通过散热

4、器上的传感器），功率模块部分的过热保护（通过igbt的温 度计算出来），电机相间短路保护,输入缺相保护，输出相间及输出对地短路保护，dc母线 过压保护。2. 4变频器安全性：主电源过压和欠压保护，在3相进线中的电源缺相保护。2. 5主要特性：极强的过力矩能力：atv71可达170%60s和220%2s；极宽的工作环境温度范围：atv71不降容允许温度为50°c,降容可达60°c；标准配置中文图形面板：操作方便、显 示参数灵活、美观；电抗器和emc问题:大于15kw的atv71的标准配置有电抗器,380vatv71 标配emc滤波器;超宽的工作电压范围：380v的atv71允

5、许输入电压范围是380v-15% 480v+10%,且允许电压跌落50%。制动单元：小于160kw的atv71内置制动单元。通 讯协议：内置can0pcn> modbus两种通讯协议,canopcn可以实现高速（lm/s）通讯;ptc端子：atv71标配独立的ptc屯机过热保护端子；标准多种应用宏：标配起重应用宏 完整的抱闸逻辑控制;control ler inside card：可称得上万能控制器，实现各种复杂 要求的功能。2.6标准atv71功能：u, s型斜坡个人需求设定；预置速度（16段）；求和给定（减法，乘法）；+/-速 度；点动；给定切换；斜坡切换；2线/3线控制命令；快速停

6、车，自由停车；频率，给 定，电流，热状态，最高速度达到；飞车启动，故障禁止，反向禁止，直流注入。2. 7 atv71突出功能：ena功能（抽油泵）；转矩控制；制动逻辑；高速提升；基于传感器的位置控制； 配置切换；pid调节器；摆频；参数切换；输出接触器控制；输入接触器控制器；负荷 分配；通过额外称重仪对负荷的测量；主-从；应急电源供给；热报警管理；标准功能； 功能兼容表。3选择变频电机作为执行机构3. 1发热量小变频电机一般为强制冷却结构，因此具有极佳的散热效果。3.2可承受高频电压变频电机在设计时增大了电磁负荷，使磁路不易饱和，与此同时，变频电机加强了 槽绝缘，一是绝缘材料加强，一是加大槽绝

7、缘的厚度，极大的提高了屯机承受高频电压 的水平。3. 3性能可靠在过去，三相异步电动机的启动，停止是由三相电源，电动机保护器，靠接触器的 吸合与断开，再配合以抱闸来实现的。但是，一旦闸皮磨损或者机械松动，卡死等原因, 容易导致抱闸失灵，造成生产事故，性能不可靠。在现在，可以用运动控制器，驱动器，变频电机和执行机构来完成。这样控制，电 机启动，停止的性能非常可靠，即使突然断电，也就是电控处于失控状态时，也可以依 靠机械辅助装置来使电机停转，比如，将机械抱闸的原位定在抱死状态，一旦电控断电, 机械将强行抱死电机和执行机构，保证了安全生产。4系统组建具体的系统搭建方法其实很简单：可以选用profib

8、us dp总线控制方法，第一：在 sim0ti0n运动控制器当中进行硬件组态；第二：提取atv71型变频器的转速控制字和使 能控制字（例如pqw112, pqw113）；第三:按系统需要配置atv71型变频器（主要是一 些变频电机的额定值）；最后，按不同系统的要求编写相应的逻辑程序即可，也就是编写 出让执行机构动作的条件句即可。5带负载调整参数5.1过压测试满负荷，最高转速，停止时过压测试，驱动器不报警；逐渐调整电机减速度时间常 数至最小值。这样，可以保证电机能够以最短时间快速启动。5. 2过载测试满负荷，最高转速，启动吋过载测试，驱动器不报警；逐渐调整电机加速度时间常 数至最小值。这样，可以保证电机能够以最短时间快速停止。这样一來，生产线就能以一种高性能，长期稳定可靠的运行。6结束语用运动控制器和atv71型变频器搭建运动控制系统，是-种既简便又实用的变频调 速方法，并且经过产品的实际应用，能够高效稳定的长期运行，希望